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可溶性聚四氟乙烯摩擦磨损性能

    采用常温机械共混+高温模压方法制备了添加不同含量聚四氟乙烯(可溶性聚四氟乙烯)微粉可溶性聚四氟乙烯复合材料,研究了其力学性能、摩擦磨损性能及磨损形貌,并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明:随可溶性聚四氟乙烯微粉含量的增加,复合材料的洛氏硬度和压缩强度均降低,干摩擦条件下的摩擦因数减小,体积磨损量先降后升,当可溶性聚四氟乙烯微粉质量分数5%时,体积磨损量最低;在油润滑和水润滑条件下复合材料的摩擦因数和体积磨损量均小于干摩擦条件下的,且随可溶性聚四氟乙烯微粉含量的增加,油润滑条件下的体积磨损量下降,而水润滑条件下的增大;在干摩擦条件下复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主,并伴有疲劳磨损,在油润滑条件下复合材料表面存在少量片状可溶性聚四氟乙烯磨屑和碳纤维富集,在水润滑条件下复合材料表面被可溶性聚四氟乙烯微片层覆盖,局部存在微裂纹和孔洞。(PEEK)是一种耐高温特种工程塑料,具有强度高、韧性高、耐磨损和耐腐蚀性能优异等特点,同时具有优良的加工性能,易于注射、挤出和模压成型以及切削加工,在医疗、食品、汽车制造、化学工业、航空航天、电子电气等领域得到广泛应用。但是,可溶性聚四氟乙烯的摩擦因数较高、导热性能较差,因此在摩擦时所产生的热量不能快速散出,导致其变形与失效。提高可溶性聚四氟乙烯耐磨性能的一种方法是在其中添加聚四氟乙烯、碳纤维、二硫化钼等填料以降低摩擦因数。聚四氟乙烯(可溶性聚四氟乙烯)具有良好的自润滑性能,常作为固体润滑剂加入到各种高分子树脂基体中,但是添加的大多为通用可溶性聚四氟乙烯粉体,其粒径较大,不易分散。可溶性聚四氟乙烯微粉的相对分子质量为3×104~2×105,是通用可溶性聚四氟乙烯树脂粉体的1%,粒径较小且均匀,更易于分散。但是,目前在制备可溶性聚四氟乙烯复合材料时大多使用通用可溶性聚四氟乙烯粉体,鲜少使用其微粉。为此,作者采用常温机械共混+高温模压方法制备了添加不同含量可溶性聚四氟乙烯微粉的可溶性聚四氟乙烯复合材料,研究了复合材料在干摩擦、水润滑以及油润滑条件下的摩擦磨损性能,并分析了其摩擦磨损机理。

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